《牛顿运动定律》复习教学案例分析
姓名:窦荷芬,
地址:江苏省南通市通州高级中学物理组,
邮编:226300,
电话:15250693638
《牛顿运动定律》复习教学案例分析
窦荷芬
(江苏省通州高级中学 江苏南通 226300)
牛顿运动定律是整个高中物理的核心内容,这部分内容复习的实际效果关系到整个高中物理知识体系的有效构建,本文以《牛顿运动定律》这章节内容为例就如何有效复习谈几点笔者的看法,望能有助于高中物理复习课教学实践。
一.设置概念辨析题,帮助学生回顾概念
概念复习如果干巴巴地让学生翻书、读、记,显得有些枯燥、无趣,笔者在复习过程中,应注重概念辨析题的设置。具体的设置方法有如下两个:
1.设置判断题
这一章节的概念复习,笔者设置了如下的判断题引导学生自己辨析:
(1)物体做自由落体运动,就是物体具有惯性的表现。(×)
(2)物体运动的速度大小不是由物体的受力决定的。(√)
(3)作用力与反作用力可以作用在同一物体上。(×)
(4)人走在松软的土地上下陷时,人对地面的压力大于地面对人的支持力。(×)
(5)定律中的“总是”说明对于任何物体,在任何情况下牛顿第三定律都是成立的。(√)
2.列表比较相近概念
该章节中“一对相互作用力”与“一对平衡力”的比较,笔者列表如下:
内容 |
一对相互作用力 |
一对平衡力 |
受力物体 |
作用在两个相互作用的物体上 |
作用在同一物体上 |
作用时间 |
同时产生,同时消失,同时变化 |
不一定同时产生或消失 |
力的性质 |
一定是同性质的力 |
可以是同性质的力,也可以是不同性质的力 |
大小关系 |
大小相等 |
大小相等 |
方向关系 |
方向相反且共线 |
方向相反且共线 |
依赖关系 |
相互依存,不可单独存在 |
无依赖关系,撤除一个力,另一个力依然可以存在,只是不再平衡 |
二.科学设置问题情境,调动学生的思维
1.选择教材中的材料编制例题
教材是学生最主要的学习资源,我们在复习的过程中如果选择教材中的信息、图片作为例题背景,能够让学生有一种亲近感。
例1: (多选)如图1所示,在匀速前进的磁悬浮列车里,小明将一小球放在水平桌面上,且小球相对桌面静止。关于小球与列车的运动,下列说法正确的是( )
图1
A.若小球向前滚动,则磁悬浮列车在加速前进
B.若小球向后滚动,则磁悬浮列车在加速前进
C.磁悬浮列车急刹车时,小球向前滚动
D.磁悬浮列车急刹车时,小球向后滚动
解析:列车加(减)速时,小球由于惯性保持原来的运动状态不变,相对于车向后(前)滚动,选项B、C正确。
2.选择生活化的情景编制例题
生活是知识的本源,选择生活化的情景编制复习课的例题,不仅仅能够让学生有亲近感,还能让学生感受到物理学习的价值性。
例2:(多选)如图2所示,我国有一种传统的民族体育项目叫做“押加”,实际上相当于两个人拔河,如果甲、乙两人在“押加”比赛中,甲获胜,则下列说法中正确的是( )
图2
A.甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力,所以甲获胜
B.当甲把乙匀速拉过去时,甲对乙的拉力大小等于乙对甲的拉力大小
C.当甲把乙加速拉过去时,甲对乙的拉力大小大于乙对甲的拉力大小
D.甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小
解析:物体的运动状态是由其自身的受力情况决定的,只有当物体所受的合外力不为零时,物体的运动状态才会改变,不论物体处于何种状态,物体间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,但由于它们作用在不同的物体上,其效果可以不同。甲加速前进的原因是甲受到的地面的摩擦力大小大于绳子对甲的拉力大小;乙加速后退的原因是绳子对乙的拉力大小大于乙受到的地面的摩擦力大小;但是,根据牛顿第三定律,甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小。A、C错误,B、D正确。
例3:(多选)我国《道路交通安全法》中规定:各种小型车辆前排乘坐的人(包括司机)必须系好安全带,这是因为( )
A.系好安全带可以减小惯性
B.是否系好安全带对人和车的惯性没有影响
C.系好安全带可以防止因车的惯性而造成的伤害
D.系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害
解析 根据惯性的定义知:安全带与人和车的惯性无关,A错、B对,系好安全带主要是防止因刹车时人具有向前的惯性而造成伤害事故,C错,D对。
三.引导学生科学建模,并借助题组归纳解题注意点
1.模型归纳
与生活中的真实问题相比,“物理模型”贯穿了高中物理的始终,我们在复习的过程中,要引导学生建模。例如,《牛顿运动定律》这一章节的复习中,在分析瞬时对应关系时应注意区分动力学中的几种模型。
特性 模型 |
受外力时的形变量 |
力能否突变 |
产生拉力或压力 |
轻绳 |
微小不计 |
可以 |
只有拉力没有压力 |
轻橡皮绳 |
较大 |
不能 |
只有拉力没有压力 |
轻弹簧 |
较大 |
不能 |
既可有拉力 也可有压力 |
轻杆 |
微小不计 |
可以 |
既可有拉力 也可有压力 |
2.借题归纳
例4:(多选)如图3所示,质量均为m的A、B两小球由轻质弹簧相连,A球又由细线悬挂于天花板上,整个装置处于平衡状态,若突然剪断细线,则在刚剪断细线的瞬间,两小球的加速度大小和方向分别为
( )
图3
A.aA=0 B.aB=g,方向竖直向下 C.aB=0 D.aA=2g,方向竖直向下
解析 对细线未剪断时A和B受力分析(如图),由平衡条件得:对A:FT=kx+mg,对B:kx=mg, 解得:FT=2mg。
当突然剪断细线的瞬间,绳子拉力FT立即消失,但由于弹簧不能发生突变,即还未来得及收缩恢复。因此,弹簧的拉力kx未变,而此时A所受的重力mg和弹簧拉力kx的合力与原来绳子的拉力FT大小相等、方向相反,由于FT=2mg,则A的加速度aA=2g,方向竖直向下。
此时对B来说,由于弹簧拉力kx未变,B仍然平衡,加速度aB=0。由以上分析可知,选项C、D正确。
通过例题的解答,引导学生归纳分析瞬时问题的注意要点:
(1)分析物体的瞬时问题,关键是分析瞬时前后的受力情况和运动状态,再由牛顿第二定律求出瞬时加速度。
(2)分析此类问题应特别注意绳或线类、弹簧或橡皮绳类模型的特点。

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